摘要：對于PLC控制系統而言，邏輯電路的設計及過程控制的實現是其重要組成部分，而干擾源的存在會影響電路的運行和控制功能的正常實現，干擾源一般分為共模干擾和差模干擾，干擾源的源頭主要包括空間輻射、電源干擾、線路干擾、接地干擾、系統內部干擾等，因此需要PLC系統運行空間的實際干擾源分布情況制定針對性的抗干擾措施，常用的措施包括優化升級設備、設計抗干擾功能、優化線路布局和電源分布、接地系統優化等，這些措施可以有效的降低干擾源對PLC系統的干擾，提升PLC系統的運行效率，保障控制功能的實現。

　　關鍵詞：PLC控制系統、干擾源、抗干擾措施

　　PLC作為新一代的工業控制器，秉著通用性好、實用性強、硬件配套齊全、編程簡單易學等優點，而廣泛應用于各行各業的自動控制系統中。PLC是專門為工業控制設計的，在設計和制造過程中采取了多層次的抗干擾措施，使系統能在惡劣的工業環境下與強電設備一起工作，運行的穩定性和可靠性很高。盡管有如上所述較高的可靠性，較強的抗干擾能力，但當生產環境處于電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設備的失控和誤動作，從而不能保證PLC的正常運行，所以提高PLC控制系統可靠性是十分必要的。

　　1PLC控制系統的干擾源

　　1.1電源的干擾

　　PLC控制系統的供電電源一般均由電網供電。這其中電網內在的變化，刀開關操作產生的浪涌、較大型電力設備起動停止、交直流傳動裝置造成的諧波、電網短路或放電引起的暫態沖擊等，很多途徑送電線路引入到電源一次側。以上原因極有可能引起錯誤程序或錯誤運算，造成錯誤輸入輸出，從而引起設備失去控制和誤動作，不能保證PLC的穩定運行。

　　1.2來自信號線的外部感應干擾

　　PLC控制系統連接有大量的各種信號傳輸線，在傳輸有效的各類信息同時，不免會有外部干擾信號伴隨入侵。其存在兩種干擾方式：一種是途徑相關變送器或同用儀表的供電的電源引入的來自電網的干擾，這經常不被注意和重視;第二種是電磁輻射感應對信號線產生的干擾，也就是來自信號線上的外部感應的干擾，這種是主要干擾源。

　　信號帶來的干擾會引起輸入輸出信號工作出錯和測量、控制精度大大降低，嚴重時將引起PLC元器件損壞。對于隔離能力不好的PLC控制系統，還將致使信號相互間干擾，引起共同接地總線系統產生回流，造成邏輯數據異常、誤動和死機。因PLC輸入輸出信號引入的干擾造成PLCI/O元器件損壞數相當多，由此造成自動控制系統故障的情況也很多。

　　1.3接地系統的干擾

　　接地主要是提高電子設備電磁兼容性。正確的接地，不僅能抑制電磁干擾，還能阻止本設備向外發出干擾;相反，錯誤的接地會引入嚴重的干擾信號，使PLC控制系統將不能正常工作。

　　1.4變頻器產生的干擾。

　　變頻器產生的干擾主要包括變頻器啟動及運行過程中產生的高次諧波對電網產生傳導干擾，產生畸變的電網電壓，降低電網供電質量;還有就是變頻器的輸出會產生較強的電磁輻射干擾，影響周邊設備的穩定工作。

　　2抗干擾的措施

　　2.1電源干擾的抑制

　　現在PLC控制系統的供電電源，絕大部分都采用具有較好隔離性能的電源，而變送器以及和PLC系統有直接電氣連接的儀表供電電源，并沒獲得較高重視、隔離性能不高。即使應用了一定的隔離措施，但一般還是不夠，主要原因是采用的隔離變壓器分布參數大，抑制干擾能力不高，再經電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以對于變送器和共享信號儀表供電應選擇具有小分布電容小、大抑制帶(例如多次隔離和屏蔽及漏感技術)的配電器，以減少PLC控制系統的干擾。

　　另外，為保證電網饋電不間斷，可采用在線式不間斷供電電源(UPS)供電，提高供電的安全可靠性。并且UPS不間斷供電電源還具有很強的干擾隔離性能，非常適合為PLC控制系統供電。

　　2.2抑制信號線引入干擾

　　PLC外部配線之間存在分布電容和互感，信號傳送時經常會產生竄擾。為防止和減少這種竄擾，交流、直流的輸入、輸出信號應使用相互獨立電纜。其相關集成電路和晶體管設備的I/O信號線要使用屏蔽電纜，且屏蔽電纜在輸入、輸出側要懸空，在控制器側要接地。配線時短距離傳輸(30米以下)，直流和交流I/O信號線避免使用同一根電纜。穿過同一配線管時輸入信號線要使用屏蔽電纜。距離在30-300米的配線，直流和交流輸出、輸入信號線要分別使用各自電纜，并且輸入信號線一定要用屏蔽線。

　　對于300米以上長距離配線時，則可用中間繼電器轉換信號，或使用遠程I/O通道。對于PLC控制器的接地線要與電源線或動力線分開，I/O信號線要與高電壓、大電流的動力線保持一定距離。傳輸不同類型的信號分別使用不同的電纜，其信號電纜應按傳輸信號種類分層敷設，嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號。為減少電磁干擾，避免信號線和動力電纜靠近平行敷設。

　　此外利用信號隔離器也可很好解決信號線上的干擾問題。其主要方法是先將PLC接收的信號，經半導體器件調制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換，再進行解調變換回隔離前原信號或不同信號(包括標準信號電壓和信號電流間的轉換)，同時對隔離后信號的供電電源進行隔離處理，保證變換后的信號、地、電源之間絕對獨立。在存有干擾的地方，用隔離器間隔開輸入端和輸出端，可很好解決干擾問題。

　　2.3正確選擇接地點，完善接地系統

　　PLC控制系統的接地線有數字地、模擬地、信號地、交流地、直流地、屏蔽地(機殼地)等。其系統接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。PLC應使用自己獨立的接地裝置，PLC控制系統是高速低電平的控制裝置，適合采用直接接地方式。

　　各裝置之間的信號交換頻率低于1MHz(信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響)，PLC控制系統接地線采用一點接地和串聯一點接地方式;交換頻率高于10MHz時，使用多點接地;頻率在1MHz-10MHz之間在實際應用中，一般采用一點接地。布置比較集中的PLC控制系統適于采用并聯一點接地方式，各相關裝置的柜體中心接地點以獨立的接地線連向接地極。如果裝置間距較大，應采用串聯一點接地方式，用一根截面較大銅母線(也可用絕緣電纜)把各裝置的柜體中心接地點連接起來，再將接地母線直接連接到接地極。

　　接地線采用的截面積應為不低于2.5mm2的銅芯導線，總母線使用截面積應為大于6.0mm2的銅線。接地極的接地電阻應小于4Ω，接地極最好埋在距建筑物10-15m遠處，而且PLC控制系統接地點必須與強電設備接地點保持10m以上相距。PLC信號源一側接地時，信號電纜屏蔽層應在信號源側接地;PLC信號源側不接地時，信號電纜屏蔽層應在PLC系統側接地;信號線中間有接頭時，其信號線電纜的屏蔽層也應可靠連接并做好絕緣處理，禁止多點接地;多芯對絞總屏蔽電纜與多個測量點信號設計的屏蔽雙絞線連接時，各屏蔽層應相互連接好，并做絕緣處理和選擇適當的單點接地處。為避免產生各設備之間地電位差，禁止使用串聯接地方式。

　　在PLC控制變頻器驅動電動機變頻調速時，PLC與變頻器之間屏蔽線的屏蔽層要做好接地。PLC和變頻器之間的控制信號線也可能受空間電磁場的干擾，此時可在控制信號線外層接專用屏蔽線，來提高系統的抗干擾能力。要注意的是這種屏蔽接線的接地點只能選取一點，通常選在變頻器一端。這樣可增強其系統的抗干擾能力。相反如果屏蔽線在兩端都有接地，會造成屏蔽線上有電流，不僅起不到提高系統抗干擾能力的作用，還會增加對PLC的干擾。

　　2.4抑制變頻器的干擾

　　對于抑制來自變頻器的干擾這里主要介紹三種方法。一是加隔離變壓器，主要抑制來自電源的傳導干擾，將絕大部分的傳導干擾阻隔在隔離變壓器之前。其次是使用濾波器，濾波器具有較強的抗干擾能力，還有防止將設備本身的干擾引入給電源，某些濾波器還能吸收尖峰電壓。還有是使用輸出電抗器，在變頻器與電動機之間加裝交流電抗器，減少變頻器輸出在能量傳輸過程中線路上產生電磁輻射影響，保證其它設備正常運行。

　　2.5硬件濾波及軟件抗干擾措施

　　硬件濾波主要是指在信號兩極間加裝濾波器來減少線路上的差模干擾;還有就是信號接入計算機前，在信號線和地間并接電容，來減少共模干擾。

　　電磁干擾比較復雜，要徹底消除干擾影響幾乎不可能，只有做到盡最大可能去抑制干擾。因此在PLC控制系統的軟件設計、組態時，也應在軟件方面實施抗干擾處理，進一步提高系統的可靠性。常用提高軟件結構可靠性的措施有工頻整形采樣和數字濾波，可有效消除周期性干擾;定時校正參考點電位，并采用動態零點，可防止電位漂移;利用信息冗余技術，設計相應的軟件標志位;利用間接跳轉，設置軟件保護等。

　　通信論文投稿刊物：《通信電源技術》雜志創刊于1984年，由信息產業部科技司主管，中國普天集團公司責辦，是國家新聞出版署核準出版的通信電源專業技術類期刊，雙月刊，逢單月25日出版，標準刊號為CN42-1380/TN、ISSN1009-3664，郵發代號：38-371。本刊以報道世界最新通信電源技術為宗旨，以向通信市場推廣國內外有競爭力的通信電源產品和各類器件為目的，以給電源設計工程師和產品經理提供最佳幫助為主要使命。

　　3結語

　　現代社會對安全、環境的要求逐漸提高，而PLC控制系統在這些領域得到了越來越廣的應用，PLC控制系統的安全可靠性高低直接影響了安全與環境，因此研究PLC系統的抗干擾問題就變得越來越重要。只有對工作環境作全面的分析，確定干擾性質，并采取相應的抗干擾措施，才能保證系統長期穩定地工作。

　　參考文獻：

　　[1]崔建軍.電力系統中的PLC抗電磁干擾技術研究[J].通信電源技術，2019(6)：174-175.

　　[2]安麗娟，韓昱.電力系統中的PLC抗電磁干擾技術探討[J].企業改革與管理，2015(05)：170.

　　作者：朱華友